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TT010 Matem´ atica Aplicada II P07, 30 Nov 2005 Prof. Nelson Lu´ ıs Dias 46 NOME: Aluno Gen´ erico Assinatura: ATEN ¸ C ˜ AO: Leia atentamente todas as quest˜ oes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAIS F ´ ACEIS PARA VOC ˆ E. PROCURE RESOLVER O MAIOR N ´ UMERO DE ITENS POS- S ´ IVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O) , E PENSE UM POUCO EM QUAL SER ´ A A SUA ESTRAT ´ EGIA DE SOLU ¸ C ˜ AO DOS PROBLEMAS. Re- solva as quest˜ oes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espa¸ cos designados. Boa prova. ao se esque¸ ca da nota¸ ao de vetores: 1. com uma seta sobre a letra: ı ou a (esta ´ e a forma mais comum entre os f´ ısicos) ou 2. com um til sob a letra: ˜ i, ou ˜ a (esta ´ e a forma mais popular entre os engenheiros, e ´ e a minha preferida), e garanta seus pontos nas quest˜ oes 1 [3,0] Seja [A] uma matriz sim´ etrica que representa alguma grandeza f´ ısica (por exemplo um tensor de in´ ercia) em uma base ortonormal E. Mostre que [A ] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormal E ), tamb´ em ser´ a sim´ etrica. Sugest˜ ao: admita uma matriz de rota¸ ao qualquer [C] de E para E ; usando a nota¸ ao indicial de Einstein, parta de A mn = C T mi A ij C jn , escreva a express˜ao correspondente para A nm e use o fato de que A ij = A ji . SOLU ¸ C ˜ AO DA QUEST ˜ AO: Continue a solu¸c˜ao no verso =

46 - lemma.ufpr.br · x4 1/2 e −(x2+1/x2)dx. ... Sabendo que as matrizes de rotac¸a˜o s˜ao [C] = ... usando a notac¸a˜o indicial de Einstein, simplesmente escreva e′ j =

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TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

46

NOME: Aluno Generico Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

45

NOME: Aluno Generico Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

44

NOME: Aluno Generico Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

43

NOME: Isabella Mello Mazepa Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

42

NOME: Andre Luiz Diniz dos Santos Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

41

NOME: Paulo Marcelo de Campos Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

40

NOME: Rubens Neves NAO-MATRICULADO Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

39

NOME: Konrad Frank Janzen Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

38

NOME: Luciano Martinhoni Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

37

NOME: Bernardo Bocanegra Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

36

NOME: Favia Rocha Santos Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

35

NOME: Isabella Alves Marchesini Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

34

NOME: Jose Regis NAO-MATRICULADO Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

33

NOME: Lucas de Souza Morais Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

32

NOME: Cesar Augusto Marin Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

31

NOME: Marcell Maceno Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

30

NOME: Henrique M. Bewalski Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

29

NOME: Amanda de Paula Zillig Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

28

NOME: William Satoshi Furukawa Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

27

NOME: Fernanda Valentim Nagal Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

26

NOME: Lorena Cemin Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

25

NOME: Bruno Tonel Otsuka Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

24

NOME: Marina Boralli Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

23

NOME: Kassieli Cibiline Valdati Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

22

NOME: Juliana Ribeiro de Almeida Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

21

NOME: Renata Anzanello Foltran Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

20

NOME: Roberta Miguel Kiska Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

19

NOME: Aline Assuncao Bongiolo Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

18

NOME: Patrick Andrey Wietholter Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

17

NOME: Andressa Guadagnin Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

16

NOME: Mariana Mela Victorino Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

15

NOME: Carla R. Vitolo Coelho Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

14

NOME: Daniel Toscani Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

13

NOME: Rafael Allegretti Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

12

NOME: Guilherme Augusto Stefanelo Franz Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

11

NOME: Debora Cristina de Souza Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

10

NOME: Marcia Pereira Ortelan Caiut Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

9

NOME: Francisco Dias Neto Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

8

NOME: Mateus Russi Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

7

NOME: Deise Maria Yomura Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

6

NOME: Liliane Klemann Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

5

NOME: Adhara Palacio Guizelini Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

4

NOME: Thais do Nascimento Ferreira Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

3

NOME: Debora Carla de Araujo Jelinski Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

2

NOME: Mariana D’Orey Portella Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

TT010 Matematica Aplicada IIP07, 30 Nov 2005Prof. Nelson Luıs Dias

1

NOME: Felipe Lion U. L. Motta Assinatura:

ATENCAO: Leia atentamente todas as questoes, e LEMBRE-SE: COMECE PELAS MAISFACEIS PARA VOCE. PROCURE RESOLVER O MAIOR NUMERO DE ITENS POS-SIVEL, PARA MAXIMIZAR SUA NOTA. MANTENHA-SE CALMA(O), E PENSE UM

POUCO EM QUAL SERA A SUA ESTRATEGIA DE SOLUCAO DOS PROBLEMAS. Re-solva as questoes de forma LIMPA E ORGANIZADA, nos espacos designados. Boa prova.

Nao se esqueca da notacao de vetores:

1. com uma seta sobre a letra: ~ı ou ~a (esta e a forma mais comum entre os fısicos) ou

2. com um til sob a letra:˜i, ou

˜a (esta e a forma mais popular entre os engenheiros, e e a minha preferida),

e garanta seus pontos nas questoes ✟

1 [3,0] Seja [A] uma matriz simetrica que representa alguma grandeza fısica (por exemplo um tensor de inercia)em uma base ortonormal E. Mostre que [A′] (a matriz da mesma grandeza em qualquer outra base ortonormalE′), tambem sera simetrica. Sugestao: admita uma matriz de rotacao qualquer [C] de E para E′; usando anotacao indicial de Einstein, parta de

A′

mn = CTmiAijCjn,

escreva a expressao correspondente para A′

nm e use o fato de que Aij = Aji.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

2 [3,0] Considere 2 rotacoes sucessivas: uma rotacao da base E para a base E′, seguida de uma rotacao da baseE′ para a base E′′. A primeira rotacao, C, gira E = {e1, e2, e3} de um angulo θ em torno de e3:

{e1, e2, e3} −→ {e′

1, e′

2, e′

3};

a segunda rotacao, D, gira E′ = {e′

1, e′

2, e′

3} de um angulo α em torno de e′

1:

{e′

1, e′

2, e′

3} −→ {e′′

1 , e′′

2 , e′′

3}.

Sabendo que as matrizes de rotacao sao

[C] =

cos θ − sen θ 0sen θ cos θ 0

0 0 1

, [D] =

1 0 00 cosα − senα0 sen α cosα

,

mostre que as duas rotacoes em sucessao sao equivalentes a uma unica rotacao E −→ E′′ cuja matriz de rotacaoe

cos θ − cosα sen θ sen α sen θsen θ cosα sen θ − cos θ senα

0 sen α cosα

.

Sugestao: usando a notacao indicial de Einstein, simplesmente escreva e′

j = Cijei, e′′

k = Djke′

j , componha asduas e calcule o produto matricial correspondente.

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒

3 [4,0] Uma nuvem toxica foi lancada por uma industria em umacidente. Em um sistema de coordenadas que tem a industriaem sua origem, a concentracao da substancia toxica e C(x, y) =exp(−(x2 + y2)). Uma auto-estrada passa pelas proximidades etem uma curva Γ com forma aproximada y = 1/x para x > 0.Um jipe totalmente aberto faz a curva Γ. A exposicao de seusocupantes a substancia toxica e dada pela integral

I =

Γ

C(x(s), y(s)) ds,

onde s e o comprimento de arco. Mostre que

I =

0

(

1 +1

x4

)1/2

e−(x2+1/x2) dx.

Sugestao: insira y = 1/x e ds =√

dx2 + dy2 e manipule algebri-camente. Nao tente calcular a integral!

x

yy = 1=x

SOLUCAO DA QUESTAO:

Continue a solucao no verso =⇒